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透射虚栅计量法及其在液面微变形测量中的应用
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:中国激光
  • 时间:2012
  • 页码:136-140
  • 分类:O348[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]北京理工大学宇航学院力学系,北京100081, [2]清华大学工程力学系,北京100084, [3]北京理工大学机电学院,北京100081
  • 相关基金:国家自然科学基金(11072033)和中国人民解放军总装备部武器装备预研基金(9140A05040610BQ0116)资助课题
  • 相关项目:电子波干涉新技术研究及在微尺度力学性能表征中的应用
中文摘要:

提出了一种非接触式结构光测量液面微变形剖面曲线的方法。基于几何透射虚栅变形的原理,推导了液面离面变形与水底虚栅面内位移之间的数学关系。将一张单向几何光栅(频率为1~5line/mm)置于盛有已发生变形的水的透明水槽下方,并在水槽上方布置电荷耦合器件(CCD)相机,记录下因液面离面变形而产生的透射虚栅变形图。使用条纹中心算法对所采集的变形栅图进行细化、赋级和插值运算,可得到该虚栅图的位移矢量场。将之代入所推导的数学关系式中,即可迭代求得液面的离面变形剖面曲线。运用该方法对一分硬币漂浮于水面时引起的液面离面变形剖面曲线进行求解绘制,所测得结果与已有文献的结果相比较相差仅为2%,证明了该方法的有效性和可行一陛。

英文摘要:

A novel method based upon deformed transmission-virtual grating is proposed for determination of deformed liquid surface.Mathematic relations between out-of-plane displacement of deformed liquid surface and in-plane displacement of transmission-virtual grating for the method are derived.By addressing an orthogonal grating(1~5 line/mm) under the transparent water groove and then capturing images from upset of the deformed water surface,a displacement vector of full-field which directly associates the three-dimensional(3D) deformed liquid surface then can be evaluated by processing the recorded deformed fringe pattern by using special algorithm.By substituting the displacement field to the obtained equations then the out-of-plane displacement of 3D deformed liquid surface can be calculated.Validation test to measure the deformed water surface caused by a Chinese one-cent coin has been conducted.The result agrees with the previous literature,with except a slight difference of 2%,which demonstrates the feasibility of the developed method.

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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849